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高压电机的绝缘结构
编辑:山东bifa88电机 来源:必发88官网 发布日期:2019-10-04 05:58

  

  
  
  
  
  
  
  

电动机的故障约有50%都要与绝缘直接或间接地发生关系。绝缘结构合理与否对电动机的质量、有效材料——铜线、硅钢片的利用率,直至电动机寿命及性能运起到至关重要的作用。
一 电动机绝缘的构成:
电动机的整体绝缘由以下几部分构成:
导线本身自带的绝缘;
绕组层间、相间绝缘;
绕组对地绝缘;
引线、连接线、端箍包扎的绝缘(insulated)及绕组的浸渍漆。
这些绝缘分布在线圈(winding)或绕组的股间、匝间、排间、相间、对地处,以及导线(如连接线)、端箍的包扎上,它们与绝缘浸渍漆合在一起构成整台电动机的绝缘。
二 每部分绝缘的构成、选用
1 股间绝缘
当电动机功率较大一点,仍选用单根导线,电密就要高。若加大导线截面积,则太粗的导线除使线圈加工、绕组嵌线带来不便外,还有电气上的弊病(如集肤效应)。因此采取用多根导线代替一根,达到降低(reduce)电密的办法。多根导线之间的绝缘称为股间绝缘。它们用导线本身自带的绝缘构成。
2 匝间绝缘
匝间绝缘的设置于匝间电压、绝缘导线绝缘层的耐压能力及浸漆工艺有关。
目前解决匝间绝缘(insulated)的简易办法是在导线带的自身绝缘上做文章,即选用绝缘层较为理想的绝缘导线。如聚酯漆(Polyester paint)包双玻璃丝包货亚胺膜半叠包双玻璃丝包导线均可直接用在10KV及以下、来在高压电机上应用效果较好。
若设计者宁可导线绝缘层后点多占些槽部空间;制造或修理部门也舍得多花点钱购买绝缘层较好的导线;线圈加工、绕组嵌线及浸漆均做到“精心”,采用以上两种导线,不必另加匝间绝缘,可以在很宽的范围内基本上杜绝匝间故障。
若某些产品在使用中容易遭受瞬间高压冲击(如雷电),则在满足表5-1检验结果的前提下,应考虑另加补强的匝间绝缘。
而在正常运行时,匝间承受的电压=额定相电压/每相串联的匝数,仅能作为选用匝间绝缘时的参考数据(data),因为首匝承受的电压有时要高于此值,特别是频繁启动及经常正、反转的电机。高压电动机梭型线圈绕制后,用收缩带,黄蜡绸带等绝缘材料包扎,目的是:保护线圈外绝缘、层间绝缘、匝间绝缘不至于损坏。在拉型机时免受模具夹具、鼻端销钉等摩擦,防止松动变形。
补强匝间绝缘的措施是:匝间加垫条(如亚胺薄膜,通常仅加在端部)、隔匝包或逐匝包。
目前隔匝或逐匝包一般采用0.14×25的三合一的粉云母带。若导线自身较好,半叠包即可。
表3—5 不同匝间绝缘承受的电压值
匝间绝缘结构 每匝承受的试验电压/V
聚酯漆包双玻璃丝包扁线 400~500
双玻璃丝包扁线0.1亚胺膜 >500~600
1000~15亚胺膜半叠包双玻璃丝包扁线 >1000~1500
双玻璃丝包扁线外层半叠包0.14×25三合一粉云母带1层 >1600~2400
聚酯漆(Polyester paint)包双玻璃丝包扁线外层半叠包1层0.14×25三合一粉云母带 >2500~3000

  3. 排间绝缘
对于电压高、功率小、匝数多的电机,采用“双排串”的线圈时,有图3-3
  A、b两种结法。这是一个匝数为16的线圈。按图b绕制时,第8匝与第9匝间的电压就比较高,所以这两排之间在认为需要的情况下(如马达在多雷地区使用;或者电机绕组导线的自带的绝缘比较薄弱(说明:单薄而不坚强)),就要加“排间绝缘”。因为第8匝和第9匝间的电压较高,比如6KV的线圈,全线圈的试验电压为13000V,匝间电压为13000V/16=812.5V, 第8匝的电压是1~8匝的累计的电压值,为812.5V×8=6500V,它与第9匝的匝间电压再按812.5V考虑显然不合适了。因此,应该在两排之间加上排间绝缘。按照电机使用环境及导线自带绝缘的承受能力,可以半叠包0.05mm的亚胺膜或三合一粉云母带,每排包或只包一排(有受压程度而定)。
4.相间绝缘
对于成型绕组,靠线圈端部包扎的绝缘及线圈间的间隙即可承受相间电压。如线圈间间隙比较均匀,线圈端部间垫块的安顿及线圈的绑扎处理的很妥善,对于云母(Muscovite)带包扎的线圈,端部包扎的层数为槽部的2/3~1/2即可。比如,若槽部,极限圈的直线部分若半叠包12层,则端部半叠包6~8层即可。
 对于散嵌绕组,则要另加相间绝缘。其层数、材质与槽部相当即可。若槽部采用两层,相间宜仍用一层(为嵌线工人容易操作)时,可按下列办法处理。
1) 当槽部绝缘用一层0.2~0.5mm的NMN,加一层0.05~0.1mm的薄膜,若薄膜主要的用途是在槽口处“挽袖”,以加强槽口处绝缘时,相间只用一层0.2~0.25mm的NMN即可。
2) 当槽部用两层0.2~0.25mmNMN时,相间可以用一层0.3mm的NMN。
相间绝缘的尺寸,要按绕组端部形状裁剪。裁剪时,其外缘应大出每极相组线圈端部5mm左右;同时,还要与层间绝缘搭接10mm左右。
5.层间绝缘
当双层绕组采用短节距时,在同一槽内异相的上、下层线圈间要承受电机的额定相电压。因此,层间要加层间绝缘。
对于成型绕组,若每个线圈均包主绝缘,则层间绝缘可以取消。但为了端部线圈间有间隙、嵌线时操作方便,以及填补同一机座号不同规格间线圈的高度差,也要加层间绝缘。通常F级绝缘电机用3240的环氧玻璃布板。其宽度尺寸=冲片槽宽-0.5 mm左右;长度~线圈伸出铁芯的直线部分。
对于散嵌绕组,则要选用与槽部绝缘相同规格的绝缘,但仍用1层为妥。其尺寸
宽度要比槽的平均宽度大10mm左右,以保证上、下层线圈间被可靠地绝缘为度;长度应大于线圈伸出铁芯的直线部分5mm左右。
6.对地绝缘
对地绝缘也称“主绝缘”或“槽绝缘”,它是电机绝缘的核心。电机的质量、成本及温升均与它有直接关系。因此按低压、高压;成型、散嵌;定子、转子(rotor)分述。
(1)低压散嵌线定子绕组对地绝缘 就绝缘规范而言,1140V及以下均属低压范畴。目前低压马达,无论是制造还是检修,95%以上均采用F级绝缘。仅在及个别产品,如轧钢用的电机上,因环境温度按60℃考虑,方采用H级绝缘。
因H及绝缘电机用的轴承很难配套,所以尽量少用H及绝缘的电机。若非要用H级的,应在轴承处的通风散热上采取措施,或将电机温升控制(control)在F级上。
低压、散嵌线F级绝缘目前采用对地绝缘材料(合成树脂)为:
0.2~0.25mmNMN(聚酯薄膜(薄而软的透明薄片)聚芳纤维纸复合箔);
0.2~0.35mmDMD(聚酯薄膜聚酯纤维(性质:合成纤维)纸复合箔);
0.05mm聚酰亚胺薄膜(6050)。
H级绝缘常用的材料为:
0.2~0.25mm NMN(聚酰亚胺膜聚芳纤维纸复合箔);
0.05mm聚酰亚胺薄膜(6050)。
F级、H级槽绝缘的尺寸、层数的规律相同,只是材质略有差异。
散嵌绕组的槽型一般均为梨形槽,为嵌线方便,槽绝缘放入槽内后应露出槽口,嵌线后将高出铁芯部分剪掉,然后放入槽中,见图3—4。
槽绝缘(insulated)的长度,按机座号由小到大,每端应长出铁芯5~代末引入国内已有30年的应用史。因其绝缘强度、机械强度及耐潮、耐腐蚀(释义:指腐烂、消失、侵蚀等)性能均好,导热性好,又有助于降低电机温升,故被广泛地用于高压电机及中型低压电机定、转子绕组的浸渍工艺上。
在应用上,不同厂家有不同的经验及各自习惯的操作方法。但在包扎层数及单边绝缘厚度的控制上,彼此相差不大。以采用0.14mm×25mm的5438—1环氧粉云母带为例:
3KV,半叠包6~8层,单边绝缘层厚度约1.3~1.5mm;
6KV,半叠包9~11层,单边绝缘层厚度约1.8~2.0mm
10KV,半叠包12~14层,单边绝缘(insulated)层厚度约2.8~3.0mm
嵌线时,原佳木斯电机厂习惯加1层0.1mm的NMN作为槽绝缘(此时主绝缘云母带的包扎层数也因此而适当地减少);南阳防爆电机厂习惯在嵌线时用0.1mm的聚酯薄膜作“替纸”,线圈(winding)嵌入槽中后再抽出来,给下一个槽用。


但最大的区别还在选用的云母带的含胶量,以及由此而导致的单边主绝缘层的厚度上。有的厂家采用5449云母带(含胶量为28%~32%)或5444云母带(含胶量为17%~23%),或5438-1云母带,它们都属于“中胶带”。其3K
  V、6K
  V、10K
  V、时包扎层数及单边绝缘层厚度如上述。高压电动机梭型线圈绕制后,用收缩带,黄蜡绸带等绝缘材料包扎,目的是:保护线圈外绝缘、层间绝缘、匝间绝缘不至于损坏。在拉型机时免受模具夹具、鼻端销钉等摩擦,防止松动变形。
还有的采用5442-1或5446云母带(含胶量为5%~11%),它们被称为“少胶带”。采用少胶带时,包扎的云母带层数可以减少,大约是中胶带的75%即可。因此,单边绝缘层厚度也就减薄了,绝缘强度并没减弱,应该说少胶带VPI是发展方向。

  
  

  
  

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